超空泡实验中的数字图像检测

在水洞实验中，高速摄像机以数十赫兹至数十千赫的速度记录空化过程的系列影像，是研究水中空化现象机理的有力工具。如何从众多的数字图像中准确获取空泡的外形、空泡波动周期等信息，同时克服背景干扰和光线在空气、水以及水洞观察窗面板中的折射效应，是进行超空泡非定常实验要解决的重要课题。文中应用现代数字图像分析理论，通过对图像的滤波、灰度拉伸、图像校准、边缘检测等操作，总结出一套适合在超空泡水洞实验中应用的自动图像获取技术。使用该方法能够自动获取高速摄像图像中的空泡外形和振动周期等参数，并形成数据文件。实验表明，该方法自动化水平高，并具有较好的精度，在实际应用中获得了良好的效果。     

颗粒物质(粮食)的通风阻力试验研究

颗粒物质广泛地分布于地球上，是人们所熟悉的物质类型之一。大量颗粒组成的离散物质体系具有独特的性质和运动规律，是近十年来物理学研究中的一个活跃领域。文中以典型的颗粒物质：稻谷、玉米、大米为研究对象，将众多粮食颗粒堆积成的粮堆视作一种多孔介质体系，通过试验方法研究了此类颗粒物质在重力作用下，不同粮堆高度的通风阻力变化，结果显示出众多粮食颗粒组成的粮堆在低雷诺数下的流场阻力特性。文中还对在粮堆这个非固结颗粒体系中应用Darcy定律进行了参数修正，试验结果可以为CFD计算以及粮食储存过程中的降温、除湿等工程实践提供参考。     

通气超空泡航行体后体纵摆运动的数值模拟

利用Fluent 6.3对带圆盘空化器的高速水下航行体的通气超空泡流动进行了三维、非定常的数值模拟,通过在FLUENT软件中加入UDF自定义函数的方式求解非惯性系下的N-S方程,分析了通气超空泡航行体水下纵摆运动过程中的超空泡流流动特征和力学特性。结果表明,三维轴对称超空泡水下航行体的压力场具有如下特点:(1)泡内压力低于外界同样水深处水流压力,(2)泡内压力与泡外压力连续变化,(3)泡内压力分布不均匀,泡内气体在压力差驱动下形成沿周向的二次流动;该二次流动是形成超空泡尾部涡管状泄气结构的重要因素。文中将仿真计算结果与空泡水洞试验进行了对比,验证了数值计算的有效性。